Bagaimana enjin hibrid berfungsi, kebaikan dan keburukan motor yang menjimatkan

Kemunculan kenderaan hibrid telah menjadi ukuran paksa pembuat kereta dalam peralihan daripada enjin pembakaran dalaman (ICE) pada bahan api hidrokarbon kepada loji janakuasa yang lebih bersih. Teknologi belum lagi membenarkan penciptaan kereta elektrik lengkap, kereta sel bahan api, atau mana-mana yang lain daripada senarai besar arah yang mungkin secara teori untuk pembangunan pengangkutan autonomi, dan keperluan telah pun matang.

Kerajaan mula mengeratkan industri auto dengan keperluan alam sekitar, dan pengguna mahu melihat langkah kualitatif ke hadapan, dan bukannya satu lagi peningkatan mikroskopik motor yang dikenali selama lebih daripada satu abad pada salah satu produk penapisan minyak.

Kereta manakah yang dipanggil "hibrid"

Unit kuasa peringkat pertengahan mula menjadi gabungan reka bentuk enjin pembakaran dalaman yang telah terbukti dan satu atau lebih motor elektrik.

Bahagian elektrik unit daya tarikan dikuasakan oleh penjana yang disambungkan secara mekanikal kepada enjin gas atau enjin diesel, bateri dan sistem pemulihan yang mengembalikan tenaga yang dilepaskan semasa brek kenderaan ke pemacu.

Semua skema yang banyak untuk pelaksanaan praktikal idea itu dipanggil hibrid.

Kadangkala pengeluar mengelirukan pelanggan dengan memanggil sistem hibrid di mana pemacu elektrik digunakan hanya untuk menghidupkan motor utama dalam mod hentian mula.

Memandangkan tiada kaitan antara motor elektrik dan roda dan kemungkinan memandu pada daya tarikan elektrik, adalah tidak betul untuk mengaitkan kereta tersebut kepada kereta hibrid.

Prinsip operasi enjin hibrid

Dengan semua jenis reka bentuk, mesin sedemikian mempunyai ciri-ciri biasa. Tetapi perbezaannya sangat besar dari sudut teknikal yang sebenarnya mereka adalah kereta yang berbeza dengan kelebihan dan kekurangan mereka sendiri.

peranti

Setiap hibrid termasuk:

• enjin pembakaran dalaman dengan transmisinya, rangkaian bekalan kuasa voltan rendah pada papan dan tangki bahan api;
• motor daya tarikan;
• bateri simpanan, selalunya agak voltan tinggi, terdiri daripada bateri yang disambungkan secara bersiri dan selari;
• pendawaian kuasa dengan pensuisan voltan tinggi;
• unit kawalan elektronik dan komputer on-board.

Memastikan semua mod operasi transmisi mekanikal dan elektrik bersepadu biasanya berlaku secara automatik, hanya kawalan trafik am diamanahkan kepada pemandu.

Skim kerja

Adalah mungkin untuk menyambungkan komponen elektrik dan mekanikal antara satu sama lain dengan cara yang berbeza; dari masa ke masa, skim khusus yang telah mantap dan sering digunakan telah menonjol.

Bagaimanakah kereta hibrid berfungsi?

Ini tidak terpakai pada klasifikasi pemacu kemudian mengikut bahagian tertentu daya tarikan elektrik dalam keseimbangan tenaga keseluruhan.

konsisten

Skim pertama, yang paling logik, tetapi kini sedikit digunakan dalam kereta.

Tugas utamanya adalah untuk bekerja dalam peralatan berat, di mana komponen elektrik padat telah berjaya menggantikan transmisi mekanikal yang besar, yang juga sangat sukar dikawal. Enjin, biasanya enjin diesel, dimuatkan secara eksklusif pada penjana elektrik dan tidak disambungkan terus ke roda.

Arus yang dihasilkan oleh penjana boleh digunakan untuk mengecas bateri daya tarikan, dan jika ia tidak disediakan, ia dihantar terus ke motor elektrik.

Terdapat satu atau lebih daripadanya, sehingga pemasangan pada setiap roda kereta mengikut prinsip roda motor yang dipanggil. Jumlah tujahan dikawal oleh unit elektrik kuasa, dan enjin pembakaran dalaman sentiasa boleh beroperasi dalam mod yang paling optimum.

Selari

Skim ini kini adalah yang paling biasa. Di dalamnya, motor elektrik dan enjin pembakaran dalaman berfungsi untuk transmisi biasa, dan elektronik mengawal nisbah optimum penggunaan tenaga oleh setiap pemacu. Kedua-dua enjin disambungkan ke roda.

Mod pemulihan disokong, apabila, semasa brek, motor elektrik bertukar menjadi penjana dan mengecas semula bateri simpanan. Untuk beberapa lama, kereta itu hanya boleh bergerak pada cajnya, enjin pembakaran dalaman utama tersekat.

Dalam sesetengah kes, bateri berkapasiti besar digunakan, dilengkapi dengan kemungkinan pengecasan luaran daripada rangkaian AC isi rumah atau stesen pengecasan khusus.

Secara umum, peranan bateri di sini adalah kecil. Tetapi pensuisan mereka dipermudahkan, litar voltan tinggi berbahaya tidak diperlukan di sini, dan jisim bateri jauh lebih kecil daripada kenderaan elektrik.

bercampur-campur

Hasil daripada pembangunan teknologi pemacu elektrik dan kapasiti penyimpanan, peranan motor elektrik dalam mencipta usaha traktif telah meningkat, yang telah membawa kepada kemunculan sistem siri-selari yang paling maju.

Di sini, bermula dari pegun dan bergerak pada kelajuan rendah dilakukan pada daya tarikan elektrik, dan enjin pembakaran dalaman disambungkan hanya apabila output tinggi diperlukan dan apabila bateri habis.

Kedua-dua motor boleh beroperasi dalam mod pemacu, dan unit elektronik yang difikirkan dengan baik memilih tempat dan cara mengarahkan aliran tenaga. Pemandu boleh mengikuti ini pada paparan maklumat grafik.

Penjana tambahan digunakan, seperti dalam litar bersiri, yang boleh membekalkan tenaga kepada motor elektrik atau mengecas bateri. Tenaga brek dipulihkan melalui bahagian belakang motor daya tarikan.

Ini adalah berapa banyak hibrid moden yang disusun, khususnya salah satu yang pertama dan terkenal - Toyota Prius

Bagaimanakah enjin hibrid berfungsi pada contoh Toyota Prius

Kereta ini kini dalam generasi ketiga dan telah mencapai tahap kesempurnaan tertentu, walaupun hibrid bersaing terus meningkatkan kerumitan dan kecekapan reka bentuk.

Asas pemacu di sini adalah prinsip sinergi, mengikut mana enjin pembakaran dalaman dan motor elektrik boleh mengambil bahagian dalam sebarang kombinasi dalam mencipta tork pada roda. Keselarian kerja mereka menyediakan mekanisme kompleks jenis planet, di mana aliran kuasa bercampur dan dihantar melalui pembezaan ke roda pemacu.

Memulakan dan memulakan pecutan dilakukan oleh motor elektrik. Jika elektronik menentukan bahawa keupayaannya tidak mencukupi, enjin petrol ekonomi yang beroperasi pada kitaran Atkinson disambungkan.

Dalam kereta konvensional dengan motor Otto, kitaran terma sedemikian tidak boleh digunakan kerana keadaan sementara. Tetapi di sini mereka disediakan oleh motor elektrik.

Mod melahu dikecualikan, jika Toyota Prius menghidupkan enjin pembakaran dalaman secara automatik, maka kerja segera dijumpai untuknya, untuk membantu dalam pecutan, mengecas bateri atau menyediakan penghawa dingin.

Sentiasa mempunyai beban dan bekerja pada kelajuan optimum, ia meminimumkan penggunaan petrol, berada pada titik paling berfaedah daripada ciri kelajuan luarannya.

Bagaimana Toyota Prius berfungsi

Tiada pemula tradisional, kerana motor seperti itu hanya boleh dimulakan dengan memutarkannya ke kelajuan yang ketara, seperti yang dilakukan oleh penjana boleh balik.

Bateri mempunyai kapasiti dan voltan yang berbeza, dalam versi PHV boleh dicas semula yang paling kompleks, ini sudah biasa untuk kenderaan elektrik 350 volt pada 25 Ah.

Kelebihan dan kekurangan hibrid

Seperti mana-mana kompromi, kacukan adalah lebih rendah daripada kenderaan elektrik tulen dan kenderaan berasaskan minyak klasik biasa.

Tetapi pada masa yang sama mereka memberi keuntungan dalam beberapa hartanah, untuk seseorang yang bertindak sebagai yang utama:

• penyederhanaan cara yang digunakan untuk memerangi pelepasan berbahaya enjin pembakaran dalaman;
• mencapai sedikit penjimatan bahan api, walau bagaimanapun dipertikaikan;
• kemungkinan pergerakan pada daya tarikan elektrik tulen di mana penggunaan enjin pembakaran dalaman adalah dilarang;
• peningkatan yang agak mudah dalam kapasiti yang diisytiharkan;
• kemustahilan, tidak seperti kereta elektrik, kekal tanpa tenaga dari rangkaian elektrik.

Semua kelemahan dikaitkan dengan komplikasi teknologi:

• keperluan untuk kakitangan yang cekap yang dilatih khas untuk bekerja dengan hibrid;
• peningkatan dalam jisim kenderaan, yang juga menggunakan bahan api;
• harga kereta yang lebih tinggi;
• kerugian kepada kenderaan elektrik kerana pemeliharaan enjin pembakaran dalaman dan semua yang berkaitan dengannya;
• teknologi yang masih kurang dibangunkan dan kekurangan pendekatan bersepadu untuk reka bentuk;
• kemesraan alam sekitar yang lemah dalam pengeluaran bateri dan pelupusannya.

Ada kemungkinan pengeluaran hibrid akan diteruskan selepas kehilangan sepenuhnya kereta klasik.

Tetapi ini hanya akan berlaku jika satu enjin bahan api hidrokarbon yang padat, menjimatkan dan terkawal dengan baik dicipta, yang akan menjadi tambahan yang baik kepada kereta elektrik masa depan, dengan ketara meningkatkan autonominya yang masih tidak mencukupi.